Sintesis TiO2/Zeolit-X pada Nanofiber Berbasis PVDF/PVP untuk Aplikasi Degradasi Zat Warna Metilen Biru

Saputra, Henky Aden (2025) Sintesis TiO2/Zeolit-X pada Nanofiber Berbasis PVDF/PVP untuk Aplikasi Degradasi Zat Warna Metilen Biru. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004211102_Undergraduate_Theses.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2027. Download (10MB) | Request a copy

Abstract

Metilen biru merupakan salah satu jenis zat warna tekstil yang sering digunakan di industri. Cemaran zat warna ini menjadi masalah serius karena industri pada umumnya tidak dapat mengolah limbah metilen biru secara efisien. Metode yang paling efektif untuk mengolah limbah metilen biru yaitu dengan menggunakan fotokatalisis. TiO2 merupakan material fotokatalis yang sering digunakan karena kinerjanya yang tinggi. Namun, masalah aglomerasi dan hamburan cahaya menjadi kendala utama pemanfaatan TiO2. Modifikasi terkini yang sering dikembangkan yaitu dengan mengkompositkan TiO2 pada material pendukung. Zeolit-X menjadi pilihan menarik karena tidak hanya bertindak sebagai pendukung, tetapi memiliki kapasitas adsorpsi yang tinggi terhadap metilen biru. Meskipun material ini menunjukkan kinerja yang baik, komposit berbentuk serbuk sulit untuk diaplikasi pada skala industri. Untuk itu, TiO2/zeolit-X perlu difabrikasi pada Nanofiber berbasis PVDF/PVP. Tujuan dari penelitian ini untuk mendapatkan rasio penambahan TiO2/zeolit-X yang optimal pada Nanofiber PVDF/PVP untuk aplikasi degradasi metilen biru serta mengkaji kinetika reaksinya. Riset diawali dengan sintesis TiO2 yang dilanjutkan dengan penumbuhan kerangka zeolit-X untuk membentuk komposit. Komposit difabrikasi pada Nanofiber PVDF/PVP dengan variasi rasio penambahan TiO2/zeolit-X sebesar 10, 15 dan 20 %berat (terhadap berat PVDF). Sampel dianalisis menggunakan FTIR, XRD dan SEM-EDS. Pengujian sampel dilakukan pada larutan metilen biru 10 ppm di bawah sinar UV 20 Watt selama 10 jam. Hasil karakterisasi FTIR menunjukkan bahwa semua sampel berhasil terbentuk yang divalidasi dengan data XRD dan EDS. Citra SEM juga menunjukkan diameter serat yang berukuran nano. Melalui data hasil pengujian, diketahui kinerja fotokatalis terbaik diperoleh pada sampel Nanofiber dengan penambahan TiO2/zeolit-X sebesar 15%. Persentase degradasi metilen biru untuk sampel ini mencapai 95,44%. Sedangkan, untuk variasi penambahan TiO2/zeolit-X 10% dan 20%, persentase degradasinya masing-masing hanya sebesar 88,52% dan 90,47%. Kinetika reaksi degradasi juga dievaluasi menggunakan model kinetika orde 0, 1 dan 2. Data menunjukkan bahwa sistem ini mengikuti orde 1 dengan nilai konstanta laju reaksi untuk sampel Nanofiber TiO2/zeolit-X 15% sebesar 0,2510 jam-1
=================================================================================================================================
Methylene blue is one type of textile dye that is often used in industry. Contamination of this dye is a serious problem because industry in general cannot process methylene blue waste efficiently. The most effective method for processing methylene blue waste is by using photocatalysis. TiO2 is a photocatalyst material that is often used because of its high performance. However, the problem of agglomeration and light scattering are the main obstacles to the use of TiO2. The latest modification that is often developed is by compositing TiO2 on a supporting material. Zeolite-X is an attractive choice because it not only acts as a support, but also has a high adsorption capacity for methylene blue. Although this material shows good performance, powder-form composites are difficult to apply on an industrial scale. For this reason, TiO2/zeolite-X needs to be fabricated on PVDF/PVP-based Nanofibers. The purpose of this study was to obtain the optimal TiO2/zeolite-X addition ratio to PVDF/PVP Nanofibers for methylene blue degradation applications and to study the reaction kinetics. The research began with the synthesis of TiO2 followed by the growth of the zeolite-X framework to form a composite. The composite was fabricated on PVDF/PVP Nanofiber with variations in the TiO2/zeolite-X addition ratio of 10, 15 and 20% by weight (to the weight of PVDF). Samples were analyzed using FTIR, XRD and SEM-EDS. Sample testing was carried out on a 10 ppm methylene blue solution under 20 Watt UV light for 10 hours. The FTIR characterization results showed that all samples were successfully formed which was validated by XRD and EDS data. The SEM image also showed a nano-sized fiber diameter. Through the test data, it is known that the best photocatalyst performance was obtained in the Nanofiber sample with the addition of TiO2/zeolite-X of 15%. The percentage of methylene blue degradation for this sample reached 95.44%. Meanwhile, for the variation of TiO2/zeolite-X addition of 10% and 20%, the percentage of degradation was only 88.52% and 90.47%, respectively. The kinetics of the degradation reaction were also evaluated using kinetic models of order 0, 1 and 2. The data showed that this system follows order 1 with a reaction rate constant value for the 15% TiO2/zeolite-X Nanofiber sample of 0.2510 h-1

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Kata kunci: Fotokatalis, TiO2/zeolit-X, metilen biru, PVDF/PVP, Nanofiber
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD501 Catalysis. Catalysts. Q Science > QD Chemistry > QD502 Chemical kinetics Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Henky Aden Saputra
Date Deposited:	03 Feb 2025 06:04
Last Modified:	03 Feb 2025 06:04
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/117942

Actions (login required)

View Item